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利用高温合金Rene95粉末在镍基高温合金基材上进行激光多层涂覆,研究熔覆层中凝固显微组织的生长特性.基于对柱状晶向等轴晶转化理论的分析,证实通过控制工艺参数组合,可获得具有良好取向的单道多层、多道搭接多层定向凝固涂层和圆环的定向凝固试样,涂层内部的定向凝固柱状枝晶组织细密,枝晶一次间距为5-30 μm,二次臂很小或者完全退化涂层内无明显的成分偏析现象.

关键词: 激光金属成形定向凝固 , null

材料对激光多层涂覆定向凝固显微组织的影响

冯莉萍 , 林鑫 , 陈大融 , 李延民 , 杨海欧 , 黄卫东

航空材料学报 doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2004.01.002

利用316L不锈钢和Ni35两种合金粉末在定向凝固镍基高温合金基材上进行激光多层涂覆实验,并对涂层内部的凝固显微组织形成机理进行研究.结果表明在本文的实验条件下,利用316L不锈钢材料可以得到晶体取向良好的定向凝固涂覆层.而对于本身容易形成等轴晶的Ni35自熔合金,尽管实验在定向凝固的基材上进行,涂层中的凝固显微组织仍趋向于等轴晶形态.

关键词: 激光多层涂覆 , 定向凝固 , 显微组织 , 柱状晶/等轴晶转化

对Rene95高温合金的激光快速成形进行了实验研究.研究结果表明,成形过程中,单层熔覆厚度显著地受激光线能量和送粉量的影响,而单道熔覆宽度则主要取决于光斑的大小.成形件的微观组织由方向性强的细长树枝晶组成,各层之间形成致密的冶金结合.采用优化的激光快速成形工艺参数,制备了成形精度得到控制、无裂纹缺陷的Rene95高温合金力学性能试样.对固溶+时效热处理后的试样进行了力学性能测试.测试结果表明,成形件的室温强度指标已接近粉末冶金C级标准;室温塑性指标超过粉末冶金A级标准.

关键词: Rene95 , 高温合金 , 激光快速成形 , 工艺参数 , 裂纹 , 力学性能

弯管壁厚减薄与材料特性关系的试验研究

鄂大辛 , 宁汝新 , 李延民 , 田鑫

材料科学与工艺 doi:10.3969/j.issn.1005-0299.2008.02.013

在管材弯曲变形的系列研究中,为了分析导致弯管外侧壁厚减薄的各种影响因素,及材料机械性能对管材弯曲成形性及其各种成形缺陷产生的影响,进行了管材状态下的材料拉伸实验,其结果与同种材料的标准拉伸实验得到的性能参数相比,有一定差异.针对1C18Ni9Ti管材性能参数与部分弯曲实验结果进行的比较和定性分析表明,无论弯管外侧材料处于单向或双向不等拉伸状态,管壁厚减薄量都随材料的硬化指数和延伸率增大而增加,且随材料的屈强比增大而减小.

关键词: 管材弯曲 , 壁厚减薄 , 单向应力状态 , 硬化模数 , 屈强比

不锈钢激光表面熔凝处理的组织特征

潘清跃 , 李延民 , 黄卫东 , 林鑫 , 丁国陆 , 周尧和

金属学报

不锈钢经激光表面熔凝处理后，其组织形态发生了显著的变化，在表面熔凝层中分别出现白亮带、细胞晶、胞枝结构以及紊乱枝晶组织，对其形成原因进行了分析．在激光熔池中观察到典型的胞枝转变，对转变的临界条件进行了深入研究，结果表明：实验确定的胞枝转变临界速度与最近提出的ＢＪＴ模型的预言值符合得较好．

关键词: 激光表面熔凝处理 , stainless steel , cell-to-dendrite transition

2219铝合金双轴肩搅拌摩擦焊接头组织与性能分析

赵衍华 , 李延民 , 郝云飞 , 陈玉耘 , 王国庆

宇航材料工艺

对2219铝合金进行了双轴肩搅拌摩擦焊工艺试验,详细分析了焊缝成型、接头组织形态及力学性能.结果表明:2219铝合金双轴肩搅拌摩擦焊缝正反面成型美观,内部无缺陷,几乎无焊缝减薄.接头宏观形貌呈典型的“哑铃型”,焊缝上下表面宽,中间略窄.从显微组织角度看,接头的焊核区、热机影响区、热影响区等组织特征与常规搅拌摩擦焊相似.双轴肩搅拌摩擦焊接头显微硬度分布趋势与常规搅拌摩擦焊接头相似,均为典型的“W”型,但双轴肩搅拌摩擦焊接头不存在各层异性.接头力学性能试验表明:双轴肩搅拌摩擦焊接头抗拉强度达到了318.3 MPa,延伸率为5.5％.接头断口形貌呈典型的韧性断裂.

关键词: 双轴肩搅拌摩擦焊 , 2219铝合金 , 组织形态 , 力学性能

激光多层涂敷过程中的温度场测量与数值模拟

李延民

金属学报

用多路热电偶对激光多层涂敷过程的温度场进行了实时测量，测量结果显示在激光多层涂敷过程中，工件的温度呈现近似周期性的变化；在最初的两层时，基材内部的温度变化很剧烈，随着涂敷层数的增加，基材内部的温度逐渐上升，同时温度变化趋于平缓。采用测量数据作为边界条件对工件的温度场进行了有限差分数值模拟，研究表明，激光多层涂敷过程中熔池内的温度梯度在105—106 K/m 数量级，在工艺参数保持不变的情况下，激光熔池的尺寸随着涂敷层数增加而增大，而温度梯度则随之减小。

关键词: 激光多层涂敷 , null , null

金属材料激光立体成形技术

黄卫东 , 李延民 , 冯莉萍 , 陈静 , 杨海欧 , 林鑫

材料工程 doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2002.03.011

对激光立体成形技术的基本原理、发展状况以及成形特性、凝固组织形成规律进行了系统深入的研究,发现要获得理想的成形效果,就必须对单层涂覆厚度、单道涂覆宽度、搭接率等主要参数进行精确控制.在工艺研究的同时,对成形件微观组织形成规律进行了研究,发现其内部组织主要由外延生长的细长枝晶构成,其枝晶一次间距在10～30μm之间.在进一步严格控制工艺条件的基础上,获得了具有定向乃至单晶组织的试样.结合成形特性方面的研究结果,通过总结优化工艺,获得了不同合金的激光立体成形件,成形件内部致密,表面质量良好,无缺陷.

关键词: 激光立体成形 , 工艺特性 , 显微组织

铝合金可回抽搅拌摩擦焊接头组织和性能

郝云飞 , 李延民 , 周庆 , 罗军 , 李超

宇航材料工艺 doi:10.3969/j.issn.1007-2330.2014.02.009

针对8 mm厚2219铝合金进行可回抽搅拌摩擦焊工艺试验,详细分析了回抽过程中搅拌针运动轨迹、不同回抽位置的接头组织形态及力学性能.结果表明:搅拌针的运动轨迹是焊接速度与搅拌针相对于轴肩回抽速度的合成运动轨迹,并呈现出一定的线性关系.回抽结束处和回抽起始处的接头组织形貌为典型的常规搅拌摩擦焊接头,位于中间回抽区域的焊接接头可以认为是100％焊透的焊接接头与“相同直径的轴肩+(100％～0％) ×L的搅拌针”形成的焊透深度逐渐变浅的常规搅拌摩擦焊接头复合形成的.接头力学性能测试结果表明:回抽结束处的性能最高,回抽起始处的性能次之,中间回抽区域的力学性能最低,并且随着回抽距离的逐渐增加,中间回抽区域的力学性能逐渐增加.不同回抽位置的搅拌摩擦焊接头均呈现出典型的韧性断裂形貌.

关键词: 可回抽搅拌摩擦焊 , 回抽轨迹 , 组织形态 , 力学性能